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1、压力(差压)变送器输出电流误差测量结果的不确定度评定一、概述1、测量依据：JJG882-2004压力变送器检定规程2、测量环境：温度(205)C ；每10min变化不大于1C；相对湿度45%75%RH。3、测量标准：用700P04 (0100) kPa数字压力计和过程仪表校准器作为测量标准。4、被测对象被检差压变送器的规格测量范围：(0100) kPa；准确度等级： 0.2 级 输出电流：(420) mA二、数学模型、灵敏度系数和方差 变送器输出电流的数学模型： I = 1-(1/P XP +1)式中/ -变送器的输出电流误差,mA；I -变送器输出电流值，mA；Im变送器输出电流量程，mA；
2、Pm弋送器压力输入量程，kPaIm变送器输出电流起始值，mA。m m 05AIC =11didAIC =12dI0dAI-1C =m 0.16mA/kPa3dppm方差：因个输入量彼此独立，合成标准不确定度u(y)为：cu (y)二 Icu (IU2 + lcu (I U2 + lcu (p U2c1 c2 c 03 c三、输入量的标准不确定度评定1、输入量I的标准不确定度U (I)的评定c输入量I的标准不确定度来源主要是被检压力变送器的测量不确定度,可以通过连续重复测 量得到测量列，采用 A 类方法进行评定。在本装置正常工作的条件下，对压力变送器100kPa点做10次重复测量，得测量列(单位
3、: mA) 19.992,19.995,19.996,19.996,19.996,19.998,19.997,19.998,19.998,19.997 单次测量标准差I (I - l)iS= T=0.0018mA1n-1任意选取 3 台同类压力变送器，每台分别在 0kPa、 25 kPa 、 50 kPa、 75 kPa 、 100 kPa 处重复性条件下连续测量10次，共得到15组测量列，每组测量列按上述方法计算得到单次实验标准差，如表所示。测量列0(kPa)25(kPa)50(kPa)75(kPa)100(kPa)S (mA)i0.00170.00180.00210.00190.00180
4、.00210.00220.00160.00210.00170.00230.00210.00190.00220.0020合并样本标准差：s = s 2 =0.0019 mAp m ji=1实际测量中 在重复性条件下测量3次。以3次测量算术平均值为测量结果，则得到: u (I)=s/q3 =0.0011 mAcj自由度v(I ) =81 2、输入量I的标准不确定度u (I)0c 0输入量I0的标准不确定度主要由(FLUKE744)过程仪表校验仪的准确度、分辨率及环境温 度变化引入，可根据技术说明书及相关技术资料，采用 B 类方法评定。对于环境湿度及连接 导线的影响可忽略不计。2.1(FLUKE74
5、4)过程仪表校验仪电流测量引入的不确定度u (I )的评定 c01 电流测量范围为16mA时，最小读数为0.001mA，其最大允许误差为 = (0.01%X 16+0.001) mA=0.004mA，区间半宽a =0.004mA，在此区间可认为均匀分布，则包含因子k=3，可靠性为90%，自由度v =50，贝y： u (【。丿二 0.0043 =0.0023mA 2.2环境温度变化对(FLUKE744)过程仪表校验仪影响引入的标准不确定度u (I )的评定c02 (FLUKE744)过程仪表校验仪使用时环境温度范围(-1050)C，温度对其影响 = (读数的 0.001%+满刻度的 0.002%
6、) mA/C =0.0006 mA/C根据每10min变化不大于1C的要求，温度偏离为2C其区间半宽a =0.0012mA服从均匀分布，包含因子k=方，可靠性为90%，自由度v =50, eff则：u (I )= 0.0012/V3 =0.0007mAc 012.3 (FLUKE744)过程仪表校验仪的分辨率引入的标准不确定度u (I )的评定c 03(FLUKE744)过程仪表校验仪的分辨率0.001mA，可靠性为90%，自由度v =50，由此引入 eff的不确定度 u (I )=0.29X0.001=0.00029mAc 032.4标准不确定度u (I)的评定c0因各分量彼此独立，则：u(
7、i)= jummummumr=0.00242mAc 0 c 01c 02c 03有效自由度根据韦尔奇-萨特思韦特公式：4 (y)effi=1经计算v(I ) =58,取5003、输入量压力P的标准不确定度u (P)的评定c输入量压力P的标准不确定度主要由数字压力计的准确度及其分辨率引入。可根据技术说明 书及相关的资料，采用B类方法评定。3.1数字压力计准确度引入的标准不确定度u (P)的评定c1当数字压力计量程为(0-100) kPa，最小读数为0.01 kPa，其最大允许示值误差为： =0.05 kPa按均匀分布估计，则u(P)= 0.05/J3 =0.0289 kPa可靠性为90%，自由度
8、v =50eff3.2数字压力计分辨率引入的标准不确定度u (P)的评定c2数字压力计的分辨率0.01 kPa，可靠性为90%，自由度v =50，由此引入的不确定度effu (I )=0.29X0.01=0.0029 kPac 033.3标准不确定度u (P)的评定c因各分量彼此独立，则：u (P)= v lu(P )1 + u(P )1 =0.029 kPacI c 1c 2有效自由度根据韦尔奇-萨特思韦特公式：u4y经计算v(P) 50四、合成标准不确定度评定u (y)的评定c1、标准不确定度汇总标准不确定 度分量u(xi)不确定度来源标准不确定度cic| i |u (x )iiviu(I
9、)测量重复性0.0011mA10.0011 mA81u(I0)0.00242mA-10.00242 mA50u(I01)电流测量引入0.0023mA50u(I02)温度影响引入0.007mA50u(I03)电流测量分辨率引入0.00029mA50u(P)0.029 kPa0.160mA/kPa0.00464 mA50u(P01)数字压力计准确度引入0.0289 kPa50u(P02)数字压力计分辨率引入0.0029 kPa502、合成标准不确定度的计算由于u(p)和 u(l)彼此间相互独力，所以合成不确定度u(小及有效自由度分别为0.0053 mA。u (y)二、lc u(I )1 + L u
10、(I )1 + L u (p )1c1 c2 c 03 cu (AI)龙u 4 (p)u 4(I)+vv12由上式计算取整为100五、扩展不确定度的评定变送器属工作用计量器具置信概率取95%包含因子可以查t分布得到 k = 1.98。95U 二 k u(AI)=1.98X0.0052 0.010 mA9595 c标准器选择和符合性可以看出，由标准器带来的合成标准不确定度u (y)为0.0052 mA,自由度取整为100.c合成标准不确定度接近正态分布，同样可以查t分布得到k二1.98。因此，检定时由标准 95器带来的扩展不确定度为U 二 1.98u (y)=0.010mA95c规程中要求检定用
11、标准及配套设备在检定中引入的扩展不确定度U应不超过被检压力95变送器允许误差绝对值的,0.2级变送器最大允许误差0.032 mA即0.011mA,因此标准 器的选择符合规程要求。在本装置正常工作的条件下，对压力变送器2MPa点做10次重复测量，得测量列(单位：mA) 19.993,19.994,19.996,19.998,19.996,19.995,19.997,19.998,19.998， 19.996 单次测量标准差龙(I - I )2iS =1 41 =0.0017mA1 n-1任意选取3台同类压力变送器，每台分别在0MPa、0.5 MPa、1.0 MPa、1.5 MPa、2 MPa处
12、重复性条件下连续测量10次，共得到15组测量列，每组测量列按上述方法计算得到单次实 验标准差，如表所示。测量列0(MPa)0.5(MPa)1.0(MPa)1.5(MPa)2(MPa)S (mA)i0.00180.00170.00220.00210.00180.00200.00190.00190.00190.00190.00180.00210.00200.00200.0020合并样本标准差：s = s 2 =0.0019 mAp I m j1i=1实际测量中 在重复性条件下测量3次。以3次测量算术平均值为测量结果，则得到: u (I)=s/j3 =0.0011 mAcj自由度v(I ) =81因
13、采用同一装置测量电流，因此(0-2) MPa时不确定度分量u(IO)与 (0-100) kPa时是相同的， 所以不再另行评定。3、输入量压力P的标准不确定度u (P)的评定C输入量压力 P 的标准不确定度主要由数字压力计的准确度及其分辨率引入。可根据技术说明 书及相关的资料，采用B类方法评定。3.1数字压力计准确度引入的标准不确定度u (P)的评定c1当数字压力计量程为(0-2) MPa，最小读数为0.1 kPa，其最大允许示值误差为： =0.5 kPa按均匀分布估计，则u(Pi)= 0.5打3 =0.289 kPa可靠性为90%,自由度v =50eff3.2数字压力计分辨率引入的标准不确定度
14、u (P)的评定c2数字压力计的分辨率0.1 kPa，可靠性为90%，自由度v =50，由此引入的不确定度effu (I )=0.29X0.1=0.029 kPac 033.3标准不确定度u (P)的评定c因各分量彼此独立，则：u (P)= v lu(P )1 + u(P )1 =0.29 kPacc 1c 2有效自由度根据韦尔奇-萨特思韦特公式：u4y经计算v(P) 50合成标准不确定度评定u (y)的评定c1 、标准不确定度汇总标准不确定 度分量u(xi)不确定度来源标准不确定度cic| i |u (x )i iviu(I)测量重复性0.0011mA10.0011 mA81u(I0)0.00242mA-10.00242 mA50u(I01)电流测
